Возраст и сценарий формирования нашего естественного спутника до сих пор не установлены точно. Существует несколько гипотез, рассказывающих о том, как возникла Луна. Сегодня наиболее распространённой является версия с космическим столкновением: на заре существования Солнечной системы крупное тело размером с Марс врезалось в Землю, в результате чего образовалась масса обломков, впоследствии объединившихся в Луну.
Когда это произошло — ещё один важный вопрос. В результате 259 сеансов компьютерного моделирования авторы нового исследования вычислили, что столкновение произошло через 95 миллионов лет после зарождения Солнечной системы (4,6 миллиарда лет назад), а это значительно позднее, чем полагалось ранее.
“Земля не возникла в космосе мгновенно. Она сформировалась постепенно, поэтапно. Последним этапом было событие, когда в нашу планету врезалось крупное небесное тело, примерно с Марс, его масса составляла где-то 10% от земной. Большая часть материала осталась на Земле, но часть вырвалась в космос. Из этих обломков как раз и сформировалась Луна”, — поясняет соавтор исследования Джон Чемберс (John Chambers), астрофизик из Института науки Карнеги в Вашингтоне.
В рамках предыдущих исследований планетологи использовали данные о радиоактивном распаде ядер атомов для определения приблизительного временного промежутка, когда Луна сформировалась и вышла на орбиту Земли. Эти результаты указывали на то, что столкновение случилось спустя 30 миллионов лет после рождения Солнечной системы.
Новая методика гораздо точнее предыдущих способов датировки. Геологические исследования позволили добавить к компьютерному моделированию данные о массе материала, который присоединился к Земле после столкновения, что позволяет выстроить более чёткие временные рамки. Этот метод не зависит от радиоактивного распада ядер и впервые позволяет устанавливать возраст планет таким образом.
Получив новые данные и установив, что Луна появилась несколько позднее, Чемберс поднял ещё один важный вопрос: почему так велико временное несоответствие между длительной эволюцией Земли и скорейшим формированием Марса?
Анализы марсианских метеоритов постоянно демонстрируют, что Красная планета сформировалась всего за несколько миллионов лет, что также подтверждается компьютерным моделированием. Для того чтобы понять, почему наша планета формировалась намного дольше Марса, необходимо будет взглянуть на третьего представителя земной группы — Венеру.
Образцы её пород помогут понять, отчего зависит скорость формирования, ведь согласно общепринятым данным, Венера эволюционировала едва ли не дольше, чем Земля.
“Существует масса неопределённостей в том, как именно выглядел протопланетный диск Солнечной системы. Предположительно, он состоял из крупных планетных эмбрионов и малых планетезималей, которые сталкивались друг с другом и в конце концов появлялись первые планеты. Мы не знаем, что сформировало сам диск, как быстро он рос, как долго это продолжалось. Если бы у нас были образцы с Венеры, это помогло бы прояснить многие эти вопросы”, — рассказывает ведущий автор исследования Сет Джейкобсон (Seth Jacobson) из Обсерватории Лазурного берега.